全球變化研究的歷史現(xiàn)狀和趨勢(shì)市公開課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、第3節(jié) 全球改變研究歷史、現(xiàn)實(shí)狀況和趨勢(shì)第1頁第1頁1、早期結(jié)識(shí)遠(yuǎn)古時(shí)代，西方圣經(jīng)上記載有40天大雨洪水印度古代傳說中將連續(xù)大雨洪水中國(guó)古代“女蝸補(bǔ)天”神話和大禹治水故事“羿射九日”神話1）相關(guān)全球改變遠(yuǎn)古神話和宗教信奉真實(shí)性難以考證，但至少反應(yīng)了人類對(duì)遠(yuǎn)古歷史所流傳下來朦朧記憶或?qū)Νh(huán)境改變所持信念。第2頁第2頁2）對(duì)周圍自然環(huán)境觀測(cè)與總結(jié)。古希臘哲學(xué)家齊諾弗尼斯（ Xenophanes，614BC）是西方世界最早注意到陸地上存在海洋蚌殼并提出海陸變遷思想人。他認(rèn)為山岳本來一定為海水覆蓋，伴隨時(shí)間流逝而上升到今天高度。 古希臘哲學(xué)家亞里士多德（384322BC）認(rèn)為海陸是按著一定規(guī)律周期性改變

2、。文藝復(fù)興時(shí)期，達(dá)芬奇（14521519）依據(jù)意大利北部巖石中所見到螺蚌重新提出海陸變遷思想，并引起出延續(xù)數(shù)百年海陸變遷說和洪水說辯論。 第3頁第3頁我國(guó) 追求天人友好、與自然共生、積極地適應(yīng)環(huán)境為特色人地關(guān)系思想是中國(guó)古代地理學(xué)思想精髓。 第4頁第4頁在環(huán)境改變規(guī)律及人與環(huán)境關(guān)系方面，戰(zhàn)國(guó)末期呂氏春秋中對(duì)氣候異常特點(diǎn)及對(duì)人類影響就有規(guī)律性概括，如：“孟春行夏令，風(fēng)雨不時(shí)，草木早槁，國(guó)乃有恐。行秋令，民大疫，疾風(fēng)暴雨數(shù)至，藜莠蓬蒿并興。行冬令，水潦為敗，霜雪大摯，首種不入?！眳问洗呵锿瑯幼⒁獾饺祟惢顒?dòng)對(duì)自然破壞及保持自然平衡主要性，指出“竭澤而漁，豈不取得，而明年無魚；焚藪而田，豈可不得，而明

3、年無獸?！痹诃h(huán)境演變方面，我國(guó)古代學(xué)者做過多方面觀測(cè)與研究，有些方面對(duì)現(xiàn)今研究仍含有借鑒意義。第5頁第5頁北魏酈道元在水經(jīng)注中采用史料記載與實(shí)地考察相結(jié)合辦法，系統(tǒng)地研究了我國(guó)河湖水系演變歷史及原因；北宋沈括通過古地圖上水系與水系現(xiàn)實(shí)狀況對(duì)比研究水系改變；元代于欽利用古河堤推斷古河道位置；明代楊慎和清代劉獻(xiàn)庭分別從古今物候差別推斷氣候改變。清代姚覲元等利用涪陵石魚題刻資料總結(jié)出石魚“或三、五年或十余年一出”結(jié)論，實(shí)質(zhì)上是關(guān)于長(zhǎng)江枯水位周期改變規(guī)律探討。研究辦法上：第6頁第6頁2、科學(xué)全球改變研究起步與全球改變相關(guān)一些科學(xué)思想及全球改變一些研究?jī)?nèi)容卻能夠追溯到19世紀(jì)早期至20世紀(jì)早期，是與地質(zhì)

4、學(xué)和自然地理學(xué)等學(xué)科發(fā)展同時(shí)。最初全球改變研究是從已發(fā)生環(huán)境狀態(tài)改變?nèi)胧?，主要是依?jù)地質(zhì)時(shí)期全球改變所形成殘余信息推斷過去全球環(huán)境改變歷史，對(duì)造成全球改變?cè)敿?xì)過程很少涉及，相關(guān)成因機(jī)制解釋多帶有假說性質(zhì)。科學(xué)全球改變研究開始表現(xiàn)在一系列研究原理與辦法建立方面。第7頁第7頁“當(dāng)代地質(zhì)學(xué)之父”萊伊爾（Lyell,17971875）“均變論”，為地質(zhì)學(xué)以及過去全球改變研究提供了最基本原則；古脊椎動(dòng)物學(xué)家居維葉（Cuvier,17691832）“部分相關(guān)法則”為依據(jù)殘余環(huán)境信息復(fù)原環(huán)境提供了理論依據(jù)；阿伽西（18041873）大冰期理論（1837），認(rèn)為所謂大洪水漂礫事實(shí)上是由過去冰川擴(kuò)張然后退縮形成

5、 ；A.彭克（18581945）等四次冰期模式（1909），證實(shí)全球性氣候改變?cè)l(fā)生過多次。第8頁第8頁第9頁第9頁漂礫上冰臼 第10頁第10頁世界第四紀(jì)冰期老式劃分對(duì)比方案地質(zhì)時(shí)代氣候期阿爾卑斯歐洲美國(guó)中國(guó)東部中國(guó)西部全新世冰后期冰后期冰后期冰后期冰后期冰后期更新世晚期冰期玉木威赫塞爾威斯康星大理(太白)珠穆朗瑪間冰期里斯-玉木伊姆桑加蒙廬山-大理中期冰期里斯薩勒伊利諾廬山聶聶雄拉間冰期民德-里斯霍斯坦亞蒙斯大姑-廬山冰期民德埃爾斯特堪薩斯大姑希夏邦馬間冰期貢茲-民德克羅欣阿夫唐鄱陽-大姑早期冰期貢茲梅納帕內(nèi)布拉斯加鄱陽-第11頁第11頁米蘭柯維奇從天文原因出發(fā)對(duì)冰期成因予以解釋（1920）

6、。達(dá)爾文（18091882）在其著名物種起源（1859）中闡述了以均變論為指導(dǎo)思想生物進(jìn)化論，揭示了生物演化規(guī)律。魏格納（18801930）提出了關(guān)于地殼演化規(guī)律大陸漂移說（1912）。 在環(huán)境演變成因方面:這些理論或假說對(duì)發(fā)生在地球上全球改變也許原因予以解釋，但未能闡明全球改變發(fā)生詳細(xì)過程。第12頁第12頁第13頁第13頁有許多研究開始涉及人類活動(dòng)所造成環(huán)境改變，以及環(huán)境改變對(duì)人類影響。 近代地理學(xué)創(chuàng)始人洪堡（17691859）、美國(guó)喬治珀金斯馬什（18011882）、俄羅斯沃耶柯夫（18421918）等十分注意水土流失、土地退化等地表景觀改變。18世紀(jì)末至19世紀(jì)初，英國(guó)馬爾薩斯（1760

7、1834）人口論（1798）；20世紀(jì)早期俄羅斯沃耶柯夫關(guān)注氣候?qū)ψ魑锂a(chǎn)量影響問題；亨丁頓（18761947）研究為代表地理環(huán)境決定論中討論環(huán)境改變對(duì)人類社會(huì)影響問題，等。第14頁第14頁3、科學(xué)全球改變研究發(fā)展二次大戰(zhàn)以后，放射性同位素、古地磁、穩(wěn)定同位素和深海鉆探、冰芯獲取等技術(shù)應(yīng)用于過去環(huán)境演變研究之中，處理了絕對(duì)年代測(cè)定、連續(xù)沉積序列獲取以及環(huán)境定量標(biāo)定等一系列問題，取得了革命性重大發(fā)覺，大陸漂移說、米蘭柯維奇假說、地理環(huán)境決定論等許多老式思想理論與假說重新復(fù)活，對(duì)長(zhǎng)尺度全球改變結(jié)識(shí)得到進(jìn)一步進(jìn)一步。1960年代大陸漂移說復(fù)蘇并與海底擴(kuò)張說一道發(fā)展成為板塊運(yùn)動(dòng)理論，使得與巖石圈演化相關(guān)

8、一系列地質(zhì)現(xiàn)象得到了互相關(guān)聯(lián)、協(xié)調(diào)一致解釋。來自深海沉積、巴巴多斯珊瑚礁階地和東歐黃土和古土壤序列研究結(jié)果，為米蘭柯維奇理論提供了證實(shí)。第15頁第15頁特點(diǎn)：20世紀(jì)60年代末、70年代初全球性氣候異常及其所造成嚴(yán)重社會(huì)后果，促使人們關(guān)注短尺度氣候改變問題研究。對(duì)短尺度改變問題結(jié)識(shí)進(jìn)一步是60年代以后全球改變研究另一個(gè)主要進(jìn)步。人類活動(dòng)所造成環(huán)境改變，以及環(huán)境改變對(duì)人類影響問題科學(xué)研究自60年代以來受到尤其注重。長(zhǎng)尺度改變規(guī)律和成因機(jī)制結(jié)識(shí)愈加進(jìn)一步，短尺度改變及影響受到尤其注重，以及人類活動(dòng)在全球改變中作用受到尤其關(guān)注，構(gòu)成了1960年代以后全球改變問題研究主要特點(diǎn)，并最后造成全球改變研究興

9、起。第16頁第16頁4、全球改變研究興起 從1970年代到1980年代，國(guó)際上對(duì)全球問題關(guān)注從環(huán)境污染擴(kuò)大到更為廣泛領(lǐng)域。人們已清楚地意識(shí)到，人類本身故意或無意行為已有使地球環(huán)境趨向惡性發(fā)展以至于達(dá)到不可收拾也許，人類活動(dòng)所引起環(huán)境改變已不再是局地性問題，人類甚至已經(jīng)在破壞大氣層結(jié)構(gòu)，改變?nèi)驓夂颉Ｈ藗儽纫酝魏螘r(shí)期都更為迫切地希望理解整個(gè)地球環(huán)境行為規(guī)律，希望理解人類行為對(duì)整個(gè)地球環(huán)境整體行為影響。對(duì)人類賴以生存環(huán)境關(guān)注，成為推動(dòng)全球改變研究一個(gè)巨大動(dòng)力。第17頁第17頁首先是地學(xué)分支學(xué)科經(jīng)過充分發(fā)展而由分化轉(zhuǎn)向綜合，產(chǎn)生地球系統(tǒng)概念，這一概念組成了全球改變出發(fā)點(diǎn)。其次是對(duì)不同時(shí)間尺度上環(huán)境

10、演變過程及成因機(jī)制認(rèn)識(shí)不停深入，對(duì)一些影響全球改變主要過程已經(jīng)有了較為深刻認(rèn)識(shí)。第三是技術(shù)進(jìn)步，最為突出是觀測(cè)技術(shù)進(jìn)步、計(jì)算機(jī)計(jì)算能力提升、分析測(cè)試手段進(jìn)步，為進(jìn)行全球改變研究提供了強(qiáng)有力技術(shù)支撐?？茖W(xué)發(fā)展為全球改變研究提供了原理與技術(shù)上保障。第18頁第18頁 人類需要與科學(xué)發(fā)展也許相結(jié)合，極大地增進(jìn)了全球改變研究發(fā)展。以國(guó)際地圈-生物圈計(jì)劃（IGBP）、全球改變?nèi)宋挠?jì)劃（IHDP）、世界氣候研究計(jì)劃（WCRP）等全球改變研究計(jì)劃組織實(shí)行為標(biāo)志，全球改變研究進(jìn)入了一個(gè)新階段，并且正逐步地發(fā)展成為一個(gè)跨越眾多地球分支學(xué)科界線獨(dú)立學(xué)科。第19頁第19頁國(guó)際全球改變研究計(jì)劃科學(xué)計(jì)劃與相關(guān)觀測(cè)（監(jiān)測(cè)）

11、系統(tǒng)第20頁第20頁逐步增長(zhǎng)人類對(duì)地球氣候和環(huán)境演變規(guī)律（包括自然和人為）結(jié)識(shí)，從而對(duì)未來環(huán)境發(fā)展趨勢(shì)提出科學(xué)預(yù)測(cè)，為全球環(huán)境問題上宏觀決議提供科學(xué)依據(jù)，也為各國(guó)政府在資源開發(fā)和利用、環(huán)境保護(hù)和整理等方面政策制定提出征詢性提議。 共同目的第21頁第21頁1）以系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)地球觀為指導(dǎo)，區(qū)別于以圈層為關(guān)鍵舊地球科學(xué)體系。2）時(shí)間尺度上，研究重點(diǎn)由長(zhǎng)時(shí)間尺度轉(zhuǎn)向短時(shí)間尺度，尤其關(guān)注1011尺度上全球改變，在此時(shí)間尺度上人類活動(dòng)影響最為明顯，對(duì)人類生存與發(fā)展意義也最為重大。3）空間尺度上，區(qū)域尺度與全球尺度一同考慮，既研究全球改變過程，同時(shí)關(guān)注全球改變區(qū)域表現(xiàn)形式，以及區(qū)域改變對(duì)全球改變影響。當(dāng)前全球

12、改變研究呈現(xiàn)下列特點(diǎn)：第22頁第22頁4）由注重過去改變事實(shí)與表現(xiàn)，發(fā)展為注重全球改變過程與機(jī)制研究，強(qiáng)調(diào)對(duì)改變過程定量化、模型化描述，當(dāng)代環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和未來環(huán)境預(yù)測(cè)研究也倍受注重。5）由主要研究自然改變轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注人類活動(dòng)引起全球改變，如溫室氣體增長(zhǎng)所造成溫室效應(yīng)增強(qiáng)、土地利用與土地覆蓋改變等。6）由主要揭示自然規(guī)律轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅厝蚋淖儗?duì)人類影響及人類響應(yīng)研究。第23頁第23頁5、我國(guó)全球改變研究我國(guó)全球改變研究是伴隨近代地質(zhì)學(xué)、近代自然地理學(xué)、近代氣候?qū)W等地球科學(xué)出現(xiàn)而起步，主要成就偏重在過去改變研究。1970年代以來，伴隨國(guó)際上全球改變研究不斷進(jìn)一步，以及大量新分析技術(shù)手段引進(jìn)，我國(guó)對(duì)過去全球改變研究取得了重大進(jìn)展。 第24頁第24頁最具代表性研究結(jié)果：竺可楨開創(chuàng)基于考古和歷史文獻(xiàn)資料氣候改變研究；中國(guó)科學(xué)院對(duì)青藏高原組織多次科學(xué)考察研究；劉東生、安芷生等領(lǐng)導(dǎo)中國(guó)第四紀(jì)黃土研究，以及古季風(fēng)研究；施雅風(fēng)領(lǐng)導(dǎo)中國(guó)東西部第四紀(jì)冰川研究以及全新世環(huán)境演變研究；汪品先等領(lǐng)導(dǎo)中國(guó)海域第四紀(jì)環(huán)境演變研究；以及其它地理學(xué)家、第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)家和氣候?qū)W家所做大量區(qū)域環(huán)境演變研究。 其中青藏高原、第四紀(jì)黃土以及考古與歷史文獻(xiàn)記載研究是我國(guó)獨(dú)具特色領(lǐng)域。第25頁第25